KR20040059732A - 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼상의 파티클을 반사 시킬 수 있는 레드(R) 레이저를 사용하여 검사 단계에서의 효율성을 높인 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법에 관한 것으로, 스테이지에 검사 웨이퍼를 로딩하는 단계;웨이퍼 표면의 상태에 따라 검사 장비의 조건을 셋업한 후에 웨이퍼 표면의 미립자를 검사하는 단계;검출된 미립자의 발생 유무를 확인하기 위해 미립자를 선택하고 레드 레이저를 조사하여 검출된 미립자의 유무와 위치를 파악하는 단계를 포함하고, 검출된 미립자가 실제 미립자인 경우에는 웨이퍼 표면의 미립자가 레드 레이저에 반사되는 것을 이용하여 표면 검사를 진행하는 것이다.

Description

레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법{Method for detecting wafer using the red laser}

본 발명은 웨이퍼 검사 장비에 관한 것으로, 구체적으로 웨이퍼상의 파티클을 반사 시킬 수 있는 레드(R) 레이저를 사용하여 검사 단계에서의 효율성을 높인 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼의 표면 검사 장치를 이용한 검사시에 검출되는 휘점(輝點)(Light Point Defect;LPD)으로서는, 반도체 웨이퍼 상의 부착 파티클 등의 부착이물과, 표면 및 표면 근방의 결정 결함 혹은 표면 흠집, 스크래치, 샬로우피트(shallow pit) 등이 알려져 있다.

상기 부착 이물은 반도체 웨이퍼 표면에서 볼록 형상으로 관찰되고, 상기 결정 결함 등은, 경면가공된 웨이퍼 표면에서는 주로 사각 피트 및 사각 돌기 및 삼각형 혹은 육각형 피트 및 돌기로서, 에피택셜 웨이퍼 표면에서는 주로 정방형 혹은 그 일부의 형상이 관찰된다.

종래 기술의 반도체 웨이퍼 표면의 검사방법에서는, 웨이퍼 표면에 레이저 광선을 조사하여, 상기 웨이퍼 표면으로부터 반사된 소정 각도의 산란광을 검출하고, 먼저 구하여 둔 소정 입경(粒徑)인 표준 입자의 측정결과와 비교한다.

그리고 부착이물 및 결정결함의 모두를 포함한 사이즈 마다의 LPD수를 구하는 방법이 사용된다.

그러나 이러한 방법에서는 부착 이물 및 결정 결함 또는 표면 흠집 등의 종류를 판별하는 것은 용이하지 않다.

특히 요철(凹凸)인식이 불완전하기 때문에 파티클과 웨이퍼 성장 결함과의 분리는 어렵다.

웨이퍼의 표면에 대한 오염을 분석하는 방법중에 입자 결함은 레이저 스캐터링(Laser Scattering)방식을 이용하고 있다.

유기성 오염 물질의 경우에는 반도체 제조 라인 내의 공기중에 많은 종류가 존재하고 있으며, 공기중에 노출된 웨이퍼 표면에 쉽게 흡착된다.

이 웨이퍼 표면에 흡착된 이물질들은 웨이퍼 표면 특성을 친수성으로 전환시켜서 습윤(Wettability)특성을 저하시키게 된다.

종래 기술에서 사용하고 있는 웨이퍼 검사 장비에서는 검사 조건을 셋업할 때 미립자의 유무를 확인시에 시각(optic)을 사용하여 웨이퍼의 스테이지를 맞추고 포커스를 조절하여 미립자의 유무와 위치를 파악할 수 있었다.

디바이스가 점차 고집적화되면서 평탄화 기술의 하나인 CMP의 사용 및 막질(Layer)의 다양화에 따라 웨이퍼의 에지부와 웨이퍼의 베벨(Bevel)의 잔류 막질은 잘 제거되지 않는다.

잔류된 막질은 후속 공정인 건식 습각과 습식 식각 공정을 거치면서 웨이퍼의 칩(Chip) 부위로 전이되어 파티클(Particle)의 소스(Source)로 작용하게 된다.

그러나 이와 같은 종래 기술의 웨이퍼 표면 검사 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

종래 기술에서 사용하고 있는 웨이퍼 검사 장비에서는 검사 조건을 셋업할 때 미립자의 유무를 확인시에 시각(optic)을 사용하여 웨이퍼의 스테이지를 맞추고 포커스를 조절하여 미립자의 유무와 위치를 파악한다.

그러나 이때 0.2 ~ 0.3㎛ 정도의 작은 미립자들은 스테이지의 위치와 포커스에 따라서 유무를 확인하기가 매우 어렵고 시간이 많이 소요되고 있다.

특히 웨이퍼의 칩 부위로 전이되어 파티클(Particle)의 소스(Source)로 작용하게 된는데, 종래 기술에서는 이와 같은 파티클의 검출이 용이하지 않다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 웨이퍼 표면 검사 방법의 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 웨이퍼상의 파티클을 반사시킬 수 있는 레드(R) 레이저를 사용하여 검사 단계에서의 효율성을 높인 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 구성도

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

11. 렌즈 12. 스테이지

13. 웨이퍼 14. 레드 레이저

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법은 스테이지에 검사 웨이퍼를 로딩하는 단계;웨이퍼 표면의 상태에 따라 검사 장비의 조건을 셋업한 후에 웨이퍼 표면의 미립자를 검사하는 단계;검출된 미립자의 발생 유무를 확인하기 위해 미립자를 선택하고 레드 레이저를 조사하여 검출된 미립자의 유무와 위치를 파악하는 단계를 포함하고, 검출된 미립자가 실제 미립자인 경우에는 웨이퍼 표면의 미립자가 레드 레이저에 반사되는 것을 이용하여 표면 검사를 진행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법의 바람직한 실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 구성도이다.

본 발명은 미립자의 사이즈가 작은 것들의 존재 유무와 위치를 파악하기 위해 리뷰하는 미립자의 스테이지에 각을 맞추어 레이저를 설치하여 미립자의 유무판단이 어려울 경우에 버튼을 눌러 확인 할 수 있도록 한다.

이때 확인을 쉽게 하기위해 레이저는 레드 레이저를 사용한다.

그 구성은 검사 대상이 되는 웨이퍼(13)를 로딩하는 스테이지(12)와, 시각에 의한 미립자의 파악이 가능하도록 하는 렌즈(11)와, 웨이퍼상의 파티클을 반사 시킬 수 있는 레드(R) 레이저 조사 수단(14)을 포함한다.

이와 같은 본 발명에 따른 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 장치를 이용한 웨이퍼 표면 검사 방법은 다음과 같다.

먼저, 웨이퍼 검사 조건의 셋업시에 스테이지(12)에 검사 웨이퍼(13)를 로딩한다.

여기서, 검사 조건의 셋업은 리얼 미립자만 조건으로 하여 셋업 하였으므로 SEM에서의 리뷰 시간을 단축할 수 있도록 한다.

그리고 웨이퍼(13) 표면의 적당한 상황에 따라 검사 장비의 조건을 셋업한 후에 셋업된 검사 조건(recipe)을 사용하여 웨이퍼(13)를 검사한다.

이어, 검출된 미립자의 발생 유무를 확인하기 위해 미립자를 선택하고 레이저의 버튼을 눌러 검출된 미립자의 유무와 위치를 파악한다.

여기서, 검출된 미립자가 실제 미립자인 경우에는 웨이퍼 표면의 미립자가 레드 레이저에 반사되어 눈으로 확인할 수 있도록 나타나며 변색된 경우에는 웨이퍼 표면만 보일 것이다.

이때 필름의 증착 및 CMP(Chemical Mechanical Polishing)등의 공정을 진행한 후에 웨이퍼 표면의 균일도를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 웨이퍼 미립자의 검사시에 레드 레이저를 사용하여 웨이퍼 표면에 발생하는 작은 사이즈의 미립자도 검출 할 수 있다.

둘째, 미립자의 유무 및 위치를 확인 할 수 있어 검사 조건의 셋업 타임을 최소로 할 수 있다.

셋째, 리얼 미립자만 조건으로 하여 셋업 하였으므로 SEM에서의 리뷰 시간을 단축시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 스테이지에 검사 웨이퍼를 로딩하는 단계;

   웨이퍼 표면의 상태에 따라 검사 장비의 조건을 셋업한 후에 웨이퍼 표면의 미립자를 검사하는 단계;

   검출된 미립자의 발생 유무를 확인하기 위해 미립자를 선택하고 레드 레이저를 조사하여 검출된 미립자의 유무와 위치를 파악하는 단계를 포함하고,

   검출된 미립자가 실제 미립자인 경우에는 웨이퍼 표면의 미립자가 레드 레이저에 반사되는 것을 이용하여 표면 검사를 진행하는 것을 특징으로 하는 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 레드 레이저의 반사를 이용하여 필름의 증착 및 CMP 공정을 진행한 후에 웨이퍼 표면의 균일도를 확인하는 것을 특징으로 하는 레드 레이저를 이용한 웨이퍼 검사 방법.